汽车底盘构造与维修：传动系.驱动桥

1、汽车底盘构造与维修,第二章 汽车传动系,2-5 驱动桥,课题一：主减速器构造 一、主减速器功用与分类 功用：将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。 分类：为满足不同的使用要求，主减速器的结构形式也有所不同,2-5 驱动桥,主减速器的分类 按参加减速传动的齿轮副数目有单级式主减速器和双级式主减速器。 按主减速器传动比档数分，有单速式和双速式。前者的传动比是固定的，后者有两个传动比供驾驶员选择，以适应不同行驶条件的需要。 按齿轮副结构形式分，有圆柱齿轮式、圆锥齿轮式和准双曲面齿轮式,东风EQ1090E型汽车驱动桥单级主减速器差速器总成,二、单级主减速器,2

2、-5 驱动桥,1.结构特点 （1）主动锥齿轮与轴是一体的，保证足够支承刚度。 （2）从动锥齿轮连接在差速器壳上，而差速器壳则用两个圆锥滚子轴承支承在主减速器壳的座孔中。 （3）主、从动齿轮为准双曲面齿轮,2-5 驱动桥,2.圆锥滚子轴承预紧度及调整 圆锥滚子轴承应有一定的装配预紧度，目的是为了减小在锥齿轮传动过程中产生的轴向力所引起的齿轮轴的轴向位移，以提高轴的支承刚度，保证锥齿轮副的正常啮合。 预紧度过大，传动效率低，且加速轴承磨损,2-5 驱动桥,1）支承主动锥齿轮轴的圆锥滚子轴承预紧度通过加减垫片调整。调整到能以1.01.5Nm的力矩转动叉形凸缘，预紧度即为合适。如预紧度过大，增加垫片的

3、总厚度；反之，减小垫片的总厚度。 （2）支承差速器壳的圆锥滚子轴承预紧度通过拧动两端轴承调整螺母调整。调好后应能以1.52.5Nm的力矩转动差速器组件,调整垫片,轴承调整螺母,特别指出：圆锥滚子轴承预紧度的调整必须在齿轮啮合调整之前进行,2-5 驱动桥,3.锥齿轮啮合的调整 调整必要性：主减速器主、从动锥齿轮啮合区正确并处于最佳工作位置，对其使用寿命和运转平稳有决定性作用。 锥齿轮啮合的调整包括齿面啮合印迹调整和啮合间隙调整,2-5 驱动桥,1）啮合印记调整 在主动锥齿轮轮齿上涂以红色颜料（红丹粉和润滑油的混合物），然后用手使主动锥齿轮往复转动，于是从动锥齿轮轮齿的两侧工作面上便出现红色印迹。

4、若从动齿轮轮齿正转和逆转工作面上的印迹位于齿高的中间偏于小端，并占齿面宽度的60以上，则为正确啮合,正确啮合的印迹位置可通过移动主动锥齿轮的位置而获得,2-5 驱动桥,2）齿轮啮合间隙的调整 齿轮啮合间隙应在0.150.40mm范围内。若间隙大于规定值，应使从动锥齿轮靠近主动锥齿轮，反之则离开。为保持已调好的差速器圆锥滚子轴承预紧度不变，一端调整螺母拧入的圈数应等于另一端调整螺母拧出的圈数,2-5 驱动桥,4.准双曲面齿轮 （1）采用准双曲面齿轮优点 1） 轮齿的弯曲强度和接触强度高。 2） 结构紧凑，啮合平稳，噪声小。 3） 有主动齿轮的轴线可相对从动齿轮轴线偏移的特点。当主动锥齿轮轴线向下

5、偏移时,在保证一定离地间隙的情况下，可降低主动锥齿轮和传动轴的位置，因而使车身和整个重心降低，这有利于提高汽车行驶稳定性,2）准双曲面齿轮副布置上分为上偏移和下偏移 从大齿轮锥顶看，并把小齿轮置于右侧，如果小齿轮轴线位于大齿轮中心线之下为下偏移；如果小齿轮轴线位于大齿轮中心线之上为上偏移,2-5 驱动桥,准双曲面齿轮,特别指出：准双曲面齿轮工作时，齿面间有较大的相对滑动，且齿面 间压力很大，齿面油膜易被破坏。为减少摩擦，提高效率，必须用含 防刮伤添加剂的准双曲面齿轮油，绝不允许用普通齿轮油代替，否则 将使齿面迅速擦伤和磨损，大大降低使用寿命,准双曲面齿轮副布置上的上偏移和 下偏移,东风EQ10

6、90E型汽车驱动桥单级主减速器差速器总成,三、双级主减速器,双级主减速器：采用两对齿轮传动，增大了传动比，又不减小汽车的最小离地间隙,2-5 驱动桥,双级主减速器,2-5 驱动桥,1.结构特点 第一级传动：由一对曲线齿锥齿轮副 第二级传动：由一对斜齿圆柱齿轮副 主动锥齿轮与轴制成一体，采用悬臂式支承,2.圆锥滚子轴承预紧度调整,支承主动锥齿轮轴轴承的预紧度，通过增减调整垫片的厚度来调整,2-5 驱动桥,调整垫片,轴承盖,支承中间轴圆锥滚子轴承预紧度通过改变两边侧向轴承盖和主减速器壳 间的调整片的总厚度来调整,调整螺母,支承差速器壳的滚子轴承的预紧度是通过旋动调整螺母来调整,主动和从动锥齿轮的轴

7、向位置都可以略加移动,增加轴承座和主减速器壳间的调整垫片的厚度，第一级主动锥齿轮则沿轴向离开从动锥齿轮反之则靠近。减小左轴承盖处调整垫片，同时将这些卸下来的垫片都加到右轴承盖处,则第一级从动锥齿轮右移；反之则左移。 特别指出：若两组调整垫片的总厚度的减量和增量不相等，则将破坏已调整好的中间轴轴承预紧度,调整垫片,四、双速主减速器 双速主减速器就是有两个挡位的主减速器,一般行驶条件下，用高速档传动。当行驶条件要求有较大的牵引力时，驾驶员可通过气压或电动操纵系统转动拨叉，选择低速挡传动,2-5 驱动桥,双速主减速器,请点击图片观看该图片对应的教学动画,2-5 驱动桥,组成：由一对圆锥齿轮和一个行星

8、齿轮机构组成。齿圈和从动锥齿轮连成一体，行星架则与差速器的壳体刚性连接。动力由锥齿轮副经行星齿轮机构传给差速器，最后由半轴传给驱动轮。 高速档传动比为圆锥齿轮副的传动比，即从动锥齿轮齿数与主动锥齿轮齿数之比i01。 低速挡传动比为圆锥齿轮副的传动比与行星齿轮机构传动比之乘积，即i0= i01i02,五、贯通式主减速器 有些多轴越野汽车，为使结构简化、部件通用性好以及便于形成系列产品，常采用贯通式驱动桥。前面（或后面）两驱动桥的传动轴是串联的，传动轴从距分动器较近的驱动桥中穿过，通往另一驱动桥。这种布置方案中的驱动桥，称为贯通式驱动桥,2-5 驱动桥,贯通式驱动桥,2-5 驱动桥,课题二：差速器

9、构造 一、差速器功用与分类 1.差速器功用 当汽车转弯行驶或在不平路面上行驶时，使左右驱动车轮以不同的转速滚动，即保证两侧驱动车轮作纯滚动运动,2-5 驱动桥,2. 差速器类型 （1）轮间差速器 装在同一驱动桥两侧驱动轮之间的差速器，称为轮间差速器。 （2）轴间差速器 各驱动桥之间装设轴间差速器,2-5 驱动桥,3）抗滑差速器 当遇到左、右或前、后驱动轮与路面之间的附着条件相差较大的情况时，采用抗滑差速器。 抗滑差速器常见的形式有强制锁止式齿轮差速器、高摩擦自锁差速器（包括摩擦片式、滑块凸轮式等）、牙嵌式自由轮差速器、托森差速器及粘性联轴（差速）器等,2-5 驱动桥,二、齿轮式差速器 1. 齿

10、轮式差速器类型 （1）齿轮式差速器有圆锥齿轮式和圆柱齿轮式两种。 （2）按两侧的输出转矩是否相等，齿轮差速器有对称式和不对称式两类。 目前，汽车上广泛应用的是对称式锥齿轮差速器,圆柱齿轮式,对称式锥齿轮差速器,2-5 驱动桥,2.对称式锥齿轮轮间差速器的组成 （1）组成：由圆锥行星齿轮、行星齿轮轴（十字轴）、圆锥半轴齿轮和差速器壳等组成。差速器壳由用螺栓紧固的左壳和右壳组成,2-5 驱动桥,2）结构特点：主减速器的从动齿轮用铆钉或螺栓固定在差速器左壳的凸缘上。十字形的行星齿轮轴的四个轴颈嵌在差速器壳两半轴端面上相应的凹槽所形成的孔内，每个轴颈上浮套着一个直齿圆锥行星齿轮，它们均与两个直齿圆锥半

11、轴齿轮啮合,2-5 驱动桥,3）动力传递路线：自主减速器从动齿轮依次经差速器壳、十字轴、行星齿轮、半轴齿轮、半轴输出给驱动车轮。 （4）两侧车轮运动关系：当两侧车轮阻力相同时，行星齿轮绕半轴轴线转动公转。两半轴齿轮带动两侧车轮以相同转速转动。当两侧车轮阻力不同时，行星齿轮在作公转运动的同时，还绕自身轴线转动自转，两半轴齿轮带动两侧车轮以不同转速转动,2-5 驱动桥,3.差速原理 主动件：行星架（差速器壳与行星齿轮轴连成一体），设其角速度为0： 从动件：半轴齿轮，设其角速度为1和2,2-5 驱动桥,当行星齿轮只是随行星架绕差速器旋转轴线公转时，其值为0r。于是0=1=2，即差速器不起差速作用，而

12、半轴角速度等于差速器壳的角速度。 当行星齿轮除公转外，还绕本身的轴以角速度4自转时，啮合点A的圆周速度为 1r=0r+4r4 啮合点B的圆周速度为 2r=0r-4r4 于是 1r+2r =(0r+4r4)+(0r4r4) 即 1220或n1+n2=2n0,2-5 驱动桥,由上式可知： （1）当任何一侧半轴车轮的转速为零时，另一侧半轴车轮的转速为差速器壳转速的两倍。 （2）当差速器壳转速为零（例如用中央制动器制动传动轴时），若一侧半轴车轮受其他外来力矩而转动，则另一侧半轴车轮即以相同转速反向转动,差速原理,请点击图片观看该图片对应的教学动画,差速器的工作原理,2-5 驱动桥,4. 转矩分配 （1

13、）当行星齿轮只有公转没有自转时，差速器总是将转矩 平均分配给左、右两半轴齿轮，即M1= M2 = M0/2。 （2）当行星齿轮即有自转又有公转时，行星齿轮所受的摩擦力矩Mr方向与其自转方向相反，如图中箭头所示。此摩擦力矩使行星齿轮分别对左右半轴齿轮附加作用了大小相等而方向相反的两个圆周力F1和F2。 F1使传到转得快的左半轴上的转矩M1减小，而F2却使传到转得慢的右半轴上的转矩M2增加。因此，当左右驱动车轮存在转速差时，M1=( M0Mr)/2, M2=( M0+Mr)/2。左右车轮上的转矩之差，等于差速器的内摩擦力矩Mr,2-5 驱动桥,3）锁紧系数K：差速器内摩擦力矩Mr和其输入转矩M0（

14、差速器壳体上的力矩）之比。即 K=( M2M1）/ M0=Mr/ M0 ，一般K0.050.15， 4）转矩比Kb：两半轴的转矩之比。即Kb= M2/M1=(1+k)/(1k)，一般Kb为1.11.4。 5）结论：无论左右驱动轮转速是否相等，其转矩基本上总是平均分配的,转矩分配,2-5 驱动桥,三、强制锁止式差速器 在对称式锥齿轮差速器上设置差速锁，称为强制锁止式差速器。当一侧驱动轮滑转时，可利用差速锁使差速器不起差速作用,2-5 驱动桥,电控气动方式操纵差速锁。当汽车的一侧车轮处于附着力较小的路面上时，可按下仪表板上的电钮，使电磁阀接通压缩空气管路，压缩空气便从气路管接头进入工作缸，推动活塞

15、克服压力弹簧，带动外接合器右移，使之与内接合器接合。结果，左半轴与差速器壳成为刚性连接，差速器不起差速作用。当汽车通过坏路后驶上好路时，驾驶员通过电钮使电磁阀切断高压气路，并使工作缸通大气，缸内压缩空气即经电磁阀排出。于是，弹簧回位，推动活塞使接合器左移回到分离位置,电控气动方式操纵差速锁,强制锁止式差速器结构简单，易于制造；但操纵不便，一般要 在停车时进行,2-5 驱动桥,四、 高摩擦自锁式差速器 高摩擦自锁式差速器有摩擦片式、滑块凸轮式等结构形式。 1.摩擦片式自锁差速器 摩擦片式自锁差速器是在对称式锥齿轮差速器的基础上发展而成的,摩擦片式自锁差速器,2-5 驱动桥,当汽车直线行驶、两半轴

16、无转速差时，转矩平均分配给两半轴。 当汽车转弯或一侧车轮在路面上滑转时，行星齿轮自转，起差速作用，左、右半轴齿轮的转速不等。由于转速差的存在和轴向力的作用，主、从动摩擦片间在滑转同时产生摩擦力矩，其数值大小与差速器传递的转矩和摩擦片数量成正比，而其方向与快转半轴的旋向相反，与慢转半轴的旋向相同。较大数值的内摩擦力矩作用的结果，使慢转半轴传递的转矩明显增加。 摩擦片式差速器结构简单，工作平稳，锁紧系数K可达0.60.7或更高，常用于轿车轻型汽车上,2-5 驱动桥,2.滑块凸轮式差速器 滑块凸轮式差速器是利用滑块与凸轮之间产生较大数值的内摩擦力矩，以提高锁紧系数的一种高摩擦自锁式差速器,汽车中、后

17、驱动桥之间采用的滑块凸轮式轴间差速器,请点击图片显示原图,2-5 驱动桥,五、牙嵌式自由轮差速器 汽车转弯行驶时，要求差速器能起差速作用。设左驱动轮有慢转趋势，则左从动环和主动环的传力齿之间压得更紧，于是主动环带动左从动环、左半轴一起旋转，左轮被驱动；而右轮有快转的趋势，即右从动环有相对于主动环快转的趋势，于是在中心环和从动环内圈梯形齿斜面接触力的轴向分力作用下，从动环4压缩弹簧5而右移，使从动环上的传力齿同主动环上传力齿不再接合，从而中断对右轮的转矩传递。同样，当一侧车轮悬空或进入泥泞、冰雪等路面时，主动环的转矩可全部分配给另一侧车轮,2-5 驱动桥,当汽车的两侧车轮受到的阻力矩相等时，主动

18、环通过两侧传力齿带动左、右从动环、花键毂及半轴一起旋转。此时，由主减速器传给主动环的转矩，平均分配给左、右半轴,六、托森差速器 托森（Torsen）差速器作为一种新型差速机构，在四轮驱动轿车上得到日益广泛的应用。它利用蜗杆传动的不可逆性原理和齿面高摩擦条件，使差速器根据其内部差动转矩（差速器的内摩擦力矩）大小而自动锁死或松开，即在差速器内差动转矩较小时起差速作用，而过大时自动将差速器锁死，有效地提高了汽车的通过性,2-5 驱动桥,牙嵌式自由轮差速器,中、重型汽车常采用牙嵌式自由轮差速器,请点击图片显示原图,当汽车直线行驶时，来自发动机的动力通过空心轴传至差速器外壳，差速器外壳通过蜗轮轴传到蜗轮

19、，再传到蜗杆。前轴蜗杆通过差速器前齿轮轴将动力传至前桥，后轴蜗杆通过差速器后齿轮轴传至后桥，从而实现前、后驱动桥的驱动牵引作用。 当汽车转向时，前、后驱动轴出现转速差，通过啮合的直齿圆柱齿轮相对转动，使一轴转速加快，另一轴转速下降，实现差速作用。利用蜗杆传动副的高内摩擦力矩Mr进行转矩分配的。 托森差速器被广泛用于全轮驱动轿车的中央轴间差速器及后驱动桥的轮间差速器,2-5 驱动桥,托森差速器,七、变速驱动桥 变速驱动桥：将驱动桥壳和变速器壳体合二为一，制成统一的整体，同时完成了变速、差速和驱动车轮的功能。广泛应用于发动机前置和前驱动。 变速驱动桥特点： 1.发动机、变速器和差速器成为一体式传动

20、，省去了传动轴，缩短了传动路线，提高了传动系效率。 2.变速驱动桥结构紧凑，大大减轻了传动系质量，有利于汽车底盘的轻量化,2-5 驱动桥,变速驱动桥,2-5 驱动桥,课题三：驱动桥拆装、调整 一、主减速器及差速器的分解 二、主减速器及差速器主要零件的检修 1主减速器主、从动圆锥齿轮轮齿应无裂纹及明显的剥落现象，齿端缺损不得超过齿长的1/10或齿高的1/5。否则，应成对更换主、从动圆锥齿轮,2-5 驱动桥,2行星齿轮和半轴齿轮应无裂纹、齿面疲劳剥落面积应不大于15，齿厚磨损量应不大于0.20mm，齿轮背面不得有明显的磨损沟槽，否则，应更换。 3行星齿轮轴轴颈与行星齿轮内孔的配合间隙大于0.40m

21、m，或与差速器壳体承孔配合松动，应更换行星齿轮轴,2-5 驱动桥,4行星齿轮与差速器壳的间隙应为0.150.25mm，半轴齿轮与差速器壳的间隙应为0.200.40mm，否则，应更换球形止推垫片。 5差速器支承轴承出现疲劳剥落及烧蚀；轴承外圈与壳体配合松动；里程表驱动齿轮及从动圆锥齿轮磨损严重；锁紧套筒不能良好锁止等，均应换用新件。 6差速器壳体出现裂纹；差速器壳凸缘的端面跳动度大于0.30mm；轴承轴颈磨损与轴承配合松动，均应换用新件,2-5 驱动桥,三、主减速器及差速器的装配与调整 1.差速器的装配 2.主减速器及差速器总成的装配与调整 （1）调整差速器轴承预紧度 （2）调整主、从动圆锥齿轮的啮合间隙 （3）调整主、从齿轮啮合印痕 视频：主减速器调整.wmv,主减速器及差速器总成的调整方法,2-5 驱动桥,四、驱动桥壳的检修 1.桥壳变形的检验及修复 2.桥壳的其它耗损及修理 （1）壳裂纹的修理。桥壳经检验发现有裂纹，一般应予更换，轻微的裂纹可视情采用适当的方法进行修理。 （2）桥壳上钢板弹簧中心定位孔磨损偏移量不得超过1mm，超过规定值时，可堆焊后重新加工,2-5 驱动桥,3）桥壳装制动底板的凸缘孔磨损可采用修理尺寸法或重新钻孔予以修复，钻孔